探索BIM技术在高校实验室设备管理中的优势及应用方法

王广益

（四川铁道职业学院，四川 成都 610097）

1 前言

随着高校实验室的不断发展和扩大规模，设备数量和种类也不断增加，这给高校实验室的设备管理带来了很大的挑战。同时，传统的实验室设备管理方式存在着缺陷和不足，例如，对设备的维护和管理不够规范和精准，对设备的运行和管理缺乏整体的规划和管理以及对实验室时间、空间的利用不充分等问题。因此，提高实验室设备管理的效率和安全性是当前迫切需要解决的问题。

在高校实验室设备管理中，采用BIM技术可以很好地解决传统管理方式存在的问题。通过建立三维的建筑信息模型，可以在设计阶段对实验室设备进行优化布局，确保实验室空间的合理利用。同时，BIM技术可以对设备使用历史和维护记录进行管理，有效地提高设备维护的效率和准确性。此外，在实验室中应急响应能力方面，BIM技术也可以通过模拟实验室的各种情境，提高实验室设备的应急响应能力，确保实验室环境的安全性。

2 高校实验室设备管理现状及问题分析

高校实验室设备管理是一个涉及大量设备和资金的重要管理职能。目前，在高校实验室设备管理中，存在多种问题。由于实验室设备的使用量和种类众多，实验室管理者难以全面掌握设备的使用情况和使用状况。其次，因缺乏规范化的设备维护管理流程，实验室监管难度较大，设备平均维护时间较长，容易导致实验室维护困难，设备故障率较高。此外，由于技术水平和安全意识等因素的不同，实验室人员的操作安全性参差不齐，难以保障实验室的安全性。

近年来，国内高校实验室设备管理已针对此类现象做出了一些改善。许多高校已经建立了管理制度和规范化的设备维护管理流程。然而，与国外高校相比，国内高校在实验室设备管理水平及管理策略上还有较大差距。例如，在国外很多高校已经开始使用BIM技术进行实验室设备管理，并取得了良好的效果。

总的来说，高校实验室设备管理现状存在问题，需要进行改善，可以借鉴国外高校使用BIM技术的经验，提高管理水平和设备使用效率。在实际应用过程中，还需要结合实验室的管理实际情况，量身定制符合实验室管理需要的BIM技术应用方案。

3 BIM技术在设备管理中的应用

BIM技术，即建筑信息模型技术，是一种融合了数字化建筑设计、施工、运营管理等各个环节的全方位数字化管理系统。在设备管理方面，BIM技术可以在设施设备完整生命周期中为其管理带来更高效、更准确、更安全的管理方式。

在设备采购阶段，BIM技术能够为设备选型和配置提供更加全面、精确的数据支持。通过BIM模型能够模拟设备的功能、规格等参数，进行可行性分析、优化布局和预算评估等，确保设备的选型更加科学合理。

在设备安装过程中，BIM技术能够帮助工作人员更好地理解设备的布置方式和连接方式，预先模拟设备的安装和维修过程，提前发现可能存在的设计难点和问题，并给出有效的解决方案，确保设备的安装和连接质量。

在设备的使用过程中，BIM技术能够实现对设备的在线监测、管理和维护。通过设备建模和实时监控技术，可以随时掌握设备的实时运行状态和问题反馈，有效地提高设备的使用效率和维护效果。

在设备的维护过程中，BIM技术能够帮助设备管理部门建立相对完善的资产管理系统。通过设备建模和信息化管理技术，实现设备维修保养信息的实时记录和统计，以及设备故障信息的快速反馈和处理，提高设备维修保养的效率和质量。

综上所述，BIM技术在设施设备管理方面具有较大的优势和应用空间。高校实验室设备管理同样作为一种大规模设施设备管理场景，广泛采用BIM技术将会大大提升实验室设备管理的效率和质量，进一步改善实验室设备的使用体验和安全性。

4 BIM技术在高校实验室设备管理中的应用方法

4.1 实验室设备数字化平台建立

实验室设施设备数字化平台建立是BIM技术在高校实验室设备管理中的重要环节。建立实验室设施设备数据库是实现管理数字化的前提。在数据库中，可以清晰记录实验室设施设备的具体信息和使用情况，包括设备名称、型号、品牌、生产商、生产时间、购买时间、购买价格、使用年限、存放位置等细节信息，从而方便对设备进行更准确的管理和维护。

建立实验室设备数据库具体内容如下：（1）建立数据采集系统。在考虑建立实验室设备数据库时，应当考虑如何收集整理数据，为此需要建立数据采集系统，明确数据采集方式、采集频率和数据维护人员等方面的问题。（2）建立分类体系。为了方便数据管理和查询，需要建立设备分类体系，明确设备规格、用途、使用范围等方面的标准分类，以便快速准确地查询设备信息。（3）建立设备基础信息库。设备基础信息库主要记录设备的基本信息，如名称、型号、生产商、生产时间、购买时间、购买价格等，对设备的基本属性进行详细描述，并建立唯一的设备编号，便于设备的快速管理和查询。（4）建立实验室及设备使用记录。实验室及设备的使用记录可以帮助管理者了解设备的使用情况和维修历史。在记录设备使用记录时，应当记录使用日期、使用者、使用方法、使用结果等详细信息。（5）建立设备维护记录。设备维护记录是设备维护管理的重要环节之一，需要清晰记录维护日期、维护人员、维护内容、备注等信息，以方便设备运行的稳定性和安全性的增加。

以上5点可以作为建立实验室设备数据库的基本框架，通过设备管理信息数字化，可以实现对设备信息的可视化、可追溯化和可监控化。经过长期运用和不断维护，实验室设施设备数字化平台可以成为实验室设施设备管理的主要抓手，为实验室管理者提供及时、准确、全面的数据支持，帮助管理者对实验室设备进行科学管理和有效利用。

4.2 实验室设备维护管理流程建立

实验室设备的维护管理流程是实验室管理的最重要的组成部分，其规范化管理可以有效地提高实验室设施设备的使用寿命和维护效率，减少设备故障的出现，保障实验室的正常运作。这里将探讨BIM技术在高校实验室设备管理中的应用方法中的实验室设备维护管理流程建立。

（1）建立维护管理流程。在建立维护管理流程前，需要先对实验室设施设备进行分类管理，将设备按照类型、功能、使用范围等进行分类，形成清晰的设备库存管理系统。建立完善的设备分类管理后，需要制定相应的维护管理流程，流程包括设备维护计划的制定、维护人员的培训和考核、设备维修的流程等。

具体来讲，设备维护计划的制定需要确定计划的周期和内容，对设备的维护保养进行详细的规定，并建立相应的记录和报告系统，方便后续的维护管理。维护人员的培训和考核需要根据设备的使用特点和维护技能的要求，制定相应的培训计划和考核标准，对维护人员的维护技能进行有效的培训和考核，确保维护人员的水平达标。设备维修的流程需要建立完善的维修申请和审核机制，确保维修流程的有效性和效率。

（2）规范化管理设备维护记录。在设备维护过程中，需要建立完善的维护记录和维护报告，记录设备的具体维护情况，包括维护时间、维护人员、维护内容、设备状态等。建立规范的设备维护记录管理系统，可以对设备的维护记录进行详细、准确的记录和管理，方便后续的设备维护和维修。

设备的维护记录应该具备以下基本要素：设备名称、规格、型号、数量、位置、使用者、维护日期、维护人员、维护内容、维护结果等。可以将设备维护记录的数据集成到BIM建筑信息模型中，方便实验室管理人员进行查询，实现实验室维护记录的数字化管理。

（3）优化设备维护管理的流程。通过BIM技术，可以对实验室设备的使用情况和维护记录进行直观、全面的了解和分析。基于BIM技术的数字化管理方式，可以充分利用信息化技术，对设备的维护工作进行优化和改进，实现设备维护管理的智能化、自动化和规范化。

具体来讲，就是利用BIM技术的数据分析和预测功能，对实验室设备的维护情况进行分析和预测，制定合理的维护计划，并及时调整维护策略，提高设备维护的效率和准确性。此外，还可以利用BIM技术进行设备的远程监控和控制，实现设备的实时监测和维护，有效地避免设备故障的发生。

综上所述，BIM技术在高校实验室设备管理中的应用，不仅可以提高设备管理的效率和安全性，还可以优化设备维护管理流程，实现数字化管理和智能化维护，为高校实验室设备管理提供了新思路和新途径。

4.3 实验室模拟平台建立

在高校实验室设备管理中，BIM模型是信息化、数字化管理的平台载体。实验室模拟平台可以通过模拟实验室的各种情境，提高实验室设备应急响应能力，同时确保实验室安全。首先，建立实验室模拟平台需要建立模拟软件配置系统。该系统需要支持实验室平面图、三维建筑信息模型等多种数据类型的导入与使用。在建设过程中，需要对实验室设备进行具体建模，以确保模拟的准确性。为了提高模拟效果，还需要在模拟系统中加入各种传感器模拟，模拟实验室不同状态下的温度、湿度、噪音等各项指标。同时，需要模拟实验室各种情境。模拟实验室情境包括设备故障、恶劣天气、安全事故等。在模拟过程中，需要考虑真实性、全面性和可控性。在模拟设备故障时，需要根据实际设备故障类型进行模拟，并与实验室设备管理系统进行联动，获取设备维修记录和操作说明书。在模拟安全事故时，需要根据实际安全事故类型进行模拟，并设置相应的应急预案和处置流程。在模拟恶劣天气时，需要根据实际天气情况进行模拟，并考虑实验室设备运行的安全性和稳定性。

建立实验室模拟平台需要进行有效的测试和验证。测试和验证的目的是评估模拟系统的性能和可靠性，以及评估系统的应急响应能力。测试和验证需要基于实验室实际情况，模拟不同的应急场景和情境，对模拟效果进行评估和分析。

（1）建立模拟软件配置系统。为了实现高效的实验室设备管理，我们需要建立实验室模拟平台。针对这个需求，我们可以建立一个模拟软件配置系统。这个系统可以用于模拟实验室的各种情境，例如，设备故障、突发事故等。通过模拟这些情境，我们可以帮助实验室管理人员学习如何应对这些事件，并提高实验室设备的应急响应能力。为了建立这个模拟软件配置系统，我们需要进行以下步骤：准备一些基础数据。这些数据包括实验室的建筑信息模型、设备信息、实验室布局图等。我们可以通过这些数据来模拟实验室的各种情境。选择合适的模拟软件。这些软件需要能够支持三维建模，能够实现实验室设备的动态模拟，并且能够提供可视化的效果。将实验室的基础数据导入模拟软件中。这些基础数据可以帮助我们更加准确地模拟实验室的各种情境。进行实验室情境的模拟。这些情境可以包括各种设备故障、突发事故等。通过模拟这些情境，我们可以帮助实验室管理人员学习应对这些事件的正确方法。最后，需要对模拟效果进行评估。这些评估可以帮助我们提高模拟系统的效率和准确性，从而更好地支持实验室设备管理。

总体来说，建立模拟软件配置系统是一个比较复杂的过程，需要考虑很多因素。但是，通过这个系统，我们可以更好地模拟实验室的各种情境，帮助实验室管理人员提高应急响应能力，从而确保实验室设备的安全性和可靠性。

（2）模拟实验室各种情境。模拟实验室各种情境是BIM技术在高校实验室设备管理中的一个重要应用。通过模拟实验室各种情境，可以提高实验室设备应急响应能力，确保实验室环境的安全性。

首先，模拟应急情况可以有效地提高实验室设备的运行响应能力。在实验室设备管理中，经常会出现各种各样的应急情况，如设备故障、人员伤害等。通过模拟这些应急情况，可以有效地提高实验室设备的运行响应能力，提高实验室设备管理的效率和安全性。例如，在模拟设备故障情况时，可以让操作员实时掌握设备故障现场的情况，并采取相应的措施，保证设备损失最小化。

其次，模拟设备使用情况可以提高实验室设备的精准使用。通过模拟设备使用情况，可以让操作员深入了解设备的使用情况和操作流程，并根据实验室实际情况优化实验室设备的使用方式，提高实验室设备的使用效果和经济效益。

最后，模拟实验室环境可以提高实验室设备管理的安全性。在实验使用流程规范中，安全永远不可动摇的基础，其中不仅涉及实验室人员的安全，还涉及实验室设备和环境的安全。通过模拟实验室环境，可以提前预测和避免实验室环境中的危险因素，减少实验室事故的发生。

5 结语

目前，在高校实验室设备管理中应用BIM技术的研究相对较少，有待进一步的探索和发掘，对于BIM技术的应用方法和实施方案，仍然需要更深入的研究和探索。但是，随着高校实验实训管理对数字化的需求加深，BIM技术在高校实验室设备管理中的应用前景是非常乐观的。本文的研究证明了BIM技术在高校实验室设备管理中的可行性和应用前景，为高校实验室设备管理提供了新思路和新途径。同时，本文也认识到BIM技术在实验室设备管理中仍需进一步完善和发展，希望未来有更多的学者和研究人员加入此领域的研究中，推动相关技术的创新和发展。